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区块链 = 分布式数据库？手艺解读区块链与分布式体系异同
区块链 = 分布式数据库？技术解读区块链与分布式系统异同
自从 DeFi 高潮囊括以太坊，致使以太坊拥堵，Gas 用度创汗青新高。我们一向以来体贴的以太坊扩容的实际问题：在以太坊 2.0 还没有推出，越发贴合实际的 Layer2 计划有望处理以太坊的扩容问题。
此次，分布式教室邀请了 Celer 团队的 Michael 偏重报告「链下」手艺，它们包含状况通道、Plasma、Rollup 等。Michael 毕业于麻省理工学院（MIT），取得盘算机硕士学位。Michael 如今在 Celer 担任关于区块链手艺，特别是种种二层扩容手艺的研讨，他介入了通用状况通道、状况守卫者侧链 (SGN) 以及 Hybrid Rollup 等的中间想象和开发事变。
平常状况下是两边会在链下竖立一个状况通道，经由历程交流私钥举行署名今后的信息，并在链下举行生意营业。当时比特币比特币完成了名为闪电收集的付出通道收集，把这个状况通道相互连接起来：纵然用户没有直接状况通道，也可以经由历程几个中间节点把它一一层一层地转发过去，相称于 channel network。
基本上，状况通道的耽误能做到互联网的耽误。比如说服务器之间的耽误是若干，这个状况通道的耽误就是若干。市面上经由历程其他链发送生意营业的速率是秒级的。然则状况通道的话，平常都是毫秒级的。别的，它另有一个长处就是实时性异常高。
状况通道是一种 scale up （扩容）的手腕。scale up 的意义是用手艺手腕线性地将区块链扩容，比如说像分片。比如说以太坊 2.0 要启动 64 个分片，然后它的容量就增添了 64 倍。而关于状况通道来讲，他如今能支撑 1000 个用户同时在线，将来大概最多支撑到 64000 个用户，这个数字照样很低的。
只管状况通道的 scale up 是说你节点数目越多，你的收集越大，你的容量越大。这只是一个很优美的想象，实际上它受到了一个很大的限定——low liquidity utilization （低资金利用率）。状况通道是要这个两边都把这个钱存到链上的通道，以后再相互举行发送付出。第一步，就是要把钱存到链上去，这个钱是有限的。就是你比如说手上你有 1000 个以太，状况通道只能发送 1000 个以太。假如你倏忽发送一笔 2000 以上的以太，它就无计可施了。
因为容量可以扩容，但是资金流动性却没有方法扩容。假如一个用户给另一个用户发送一大笔钱，那中间每个转发的节点都要有这么大的容量，在实际生活中是不太大概的。等人人把这么多钱都锁到一个状况通道里边，假如只能用状况通道转发的话，这个效力是异常低下。
状况通道只能支撑小额付出。像闪电收集实在并不大，大概和资金利用率低是有关联的。别的，把平常的 dAPP 搬到状况通道是相称难的。我们曾尝试把五子棋搬到状况通道上。只管我们写了 sdk，让别的项目的开发去用，他们照样以为这个开发是相称难的。
别的，状况机只适用于这个牢固的人数。就是你要把 uniswap 放在状况机上是不实际的。因为在这个 dAPP 的用户是无限量的，没有一个牢固的用户集。纵然你把棋类游戏或是稍大的 PC 游戏搬到状况通道上，这些游戏也必需写成状况机的情势。他们每个状况的转移，要异常清楚地写出来。
理论上，你可以把恣意单机游戏都搬到状况通道上。但实际中没有人会去如许做，除非你是异常不信托游戏服务器。平常来讲，展望市场以及赌球跑马（人人对实时变化很快的场景做展望），是可以搬到状况通道上的。
长处： 代码和数据自力，不增添主链的累赘 瑕玷：安全性弱侧链的实质就是在这个基本层上再搭一个链，然后用完整别的一套考证人。它的全部安全性是离开的：主链有主链的安全性，侧链有侧链的安全性。
主链从 POW 转到 POS 会有更强的安全性，但侧链的考证人偏少，安全性也较弱：比如说 Cosmos 才只需 100 个考证人。
侧链的 TPS 取决于它的考证人。考证的人数越多，它的 TPS 会越低。侧链的耽误是相对低的，比状况通道的毫秒级高一些，比主链的十几秒几十秒耽误低许多。
状况通道的安全性就是两边相互签过名，就具有主链的安全性。只需一方做恶，别的一方都可以提交到主链，把它这个争议处理掉。而侧链的话就是你要信托多半的考证人是大好人，所以它的安全性要比主链低许多。
Rollup/Plasma Plasma：瑕玷是没法运用到智能合约上，用户跑节点的累赘重 Rollup：长处是数据在链上，可以随时考证（也是和 Plasma 唯一的区分），链下付出可以用任何代币付出而链上付出只能用 ETHRollup 是 19 年慢慢火起来的一个观点。和 Rollup 相似的 Plasma，是以太坊上也是 V 神以为大有希望的一个处理计划。Plasma 的问题是它只可以把付出做好，关于轻微庞杂的智能合约却无计可施。作歹的一方是不会把数据给你提交上链，以至于这类争议最少要等两个礼拜才处理。这个历程是关于用户来讲难以接收的。别的，因为 Plasma 的数据都在链下，用户跑 plasma 的节点累赘是很重的：你跑的时候长了，就会斲丧几十个 G 或许几百个 G，是手机没法蒙受的。
19 年有人提出了 Rollup，在我看来是一个中间途径。Rollup 就是链下的盘算+链上的数据+Fraud proof。然后它最症结的一个点就是不是一切数据都在链上，它的链上数据仅仅限于它每一笔生意营业的输入，但不包含它的终究状况。比如说，你从 a 走到 b ，我只是把途径通知你了；然则你详细在 a 做了什么事，在 b 做了什么事，这类状况是纪录在链下的。
任何人任何用户都可以去看 Rollup 的区块，也就是打包后的生意营业，然后把它这个状况的转移从新替换。假如状况转移是错的，用户就可以在链上提交 Fraud proof，并将考证人镌汰掉。因为考证人在链上是有质押的，假如他作歹的话，他的质押会被没收掉。且虽然不是每一笔 Rollup 都邑举行考证，然则考证人会一向跑，一旦发明有 Fraud （比如说 A 给 B 发了 1 块钱，但纪录的是 A 给 B 发了 3 块钱），就可以拿到响应嘉奖。这个历程可以理解为任何人都可以举行抽查以及督察。
他的优点是数据都在链上，可以听凭用户随时去考证，不会涌现像 plasma 那样的数据可用性问题。且考证的效果具有唯一性，考证人链下把这个智能合约跑一遍，就会发明考证链下的盘算是不是依据链上的智能合约。从经济学角度来讲，平常的考证人不太会去做恶，因为他的质押额太大了。
Rollup 和 Plasma 实在异常相似。只是 Rollup 把数据放到链上去，Fraud Proof 的历程会异常简朴。Rollup 的 TPS 会在主链的几百倍摆布，平常是在几百上千的级别；依据差别营业，假如运用简朴一些的话，应当可以做到几千级别。而 plasma 的 TPS 最高能到上万。
Optimistic Rollup / ZK Rollup Optimistic Rollup：可以支撑通用的智能合约，瑕玷是需一到两周时候去跑证实 ZK Rollup：可以支撑付出以及 DEX，瑕玷是耗内存和 CPU/ 没法支撑智能合约，离落地另有时候Optimistic Rollup 从手艺来讲要比 ZK Rollup 简朴许多。它的优点是可以支撑通用的智能合约。ZK 和 Optimistic 的区分是，Fraud Proof 变成了 Validity Proof。这两种考证体式格局相称于两种差别的头脑体式格局：Optimistic Rollup 是乐观头脑，就是说置信考证人是不会做恶的；ZK 是消极头脑，置信考证人照样会作歹的，所以要生成一个零学问证实，然后和 Rollup 一同打包到链上去。人人去考证不须要跑状况转移，因为这个转移已经由历程零学问证实跑过一遍了。
这就相似法律上的举证证实，是自证明净照样他人证实你是大好人。ZK Rollup 相称于自证明净。实在，Optimistic 和 ZK 都牵涉到一个终究性的问题。Optimistic Rollup 的终究性是比较长的，用户没有跑过这个证实，提现期须要一到两周。这时期体系会给足够多的窗口，让足够多的人去考证这个事变。ZK 不会遇到这个问题，因为一旦它的零学问证实上链，它的终究性也就确认了。
那末 ZK Rollup 的问题是什么呢？它关于这个节点请求是异常异常高的。ZK Rollup 就是耗 CPU 和内存，并须要很强的服务器去做这个打包。而 Optimistic Rollup 关于打包者的请求并不那末高。唯一请求的就是考证人在链上质押来保证不会作歹。
因为这个 ZK 的庞杂性，致使它如今只能用于一些特定的运用：比如说像谁人付出和 DEX。别的 ZK 还包含了零学问电路，它是密码学中异常新的观点，如今存在安全隐患的大概。
Hybrid Rollup 避免了中间化的问题，引入了侧链做打包人Hybrid Rollup 是连系了侧链和 Rollup。我们发明了一个问题打包者大概很中间化，比如说路印。而 ZK Roll 因为对打包者请求很高，它的中间化问题越发严峻。这会激发一个问题：假定路印的服务器到期今后，机械就会发作宕机，生意营业所会进入提现形式，相称于变相被遣散。为了防备这类风险，我们捐躯了一些 TPS，引入了侧链的考证人。
Hybrid Rollup 的优点：第一，不会涌现打包人只需一个以及单点故障这个状况，因为这须要一个侧链配合去打包。第二，作歹的大概性更小了，因为须要一切节点配合增强才去作歹。且安全性是两重的：侧链以及 Rollup 的两重安全性会防备有人作歹。
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